王志峰在辦公室接受記者採訪。圖/新華社
北京延慶區一座太陽能熱發電實驗電站。圖/新華社
文/記者袁全
過去數十年來,王志峰始終努力擴展人類利用太陽能的技術邊界。透過精準調節聚光鏡的角度與溫度,他研發出一套零碳排放的陶瓷燒製工藝。
研究太陽能熱發電的科學家王志峰對冰雪運動有十足的熱情。他辦公室有一面照片牆,上面全是他和家人在雪道上俯衝、轉彎的照片。
他甚至還設想在光照充足的南方海島建立太陽能製冷的室內滑雪場。而在他看來,太陽能是可以跨界應用於多種場景的清潔能源,既可以轉化為熱能給人們供暖,也可以轉化為包括製冷在內的多種能量形式。
紮根地球延伸太空
王志峰的腦海中從不缺乏創新構想。他的研究觸角既紮根於地球,也延伸至太空。
二○二一年,他牽頭的太陽能跨季節儲熱項目,成功實現了將夏季熱量儲存二百一十天用於冬季供暖,有效解決了太陽能間歇性問題。
二○二五年,他將太陽能的應用場景拓展至探月工程,提出了「月球太陽能發電方案」,旨在通過研發月軸聚光太陽能電池棒等技術,在月球上實現太陽能發電。
二○二四年,王志峰還帶領團隊成功研發出全球首台超臨界二氧化碳太陽能熱發電機組。該機組以太陽能為能量來源,以超臨界二氧化碳為工質實現發電。
「我接到任務以後非常忐忑。」王志峰回憶道。二○一九年項目啟動之初,全球範圍內尚無此類電站的成功先例。彼時,歐盟的「地平線二○二○」計畫、美國能源部的「射日計畫」裡都有立項,但均未取得突破。
歷經五年的潛心鑽研,王志峰帶領十八家科研機構組成的團隊,攻克了設備設計與製造中的多項技術難關,最終實現了集熱器在攝氏七百度條件下工作的太陽能超臨界二氧化碳發電。
「這項技術的關鍵價值,不僅在於降低發電成本,更重要的是,借助儲熱裝置,太陽能熱電站在日落後或惡劣天氣下也能持續供電,真正實現全天候發電。」王志峰說。
三十年前冷門賽道
近幾年,中國大陸太陽能熱發電產業迎來了發展的黃金期︱︱裝機容量穩步增長,技術應用範圍持續拓寬,愈來愈多的企業投身這一賽道。
二○二五年一月一日起實施的中國大陸首個能源法明確「積極發展光熱發電」。中央和地方政府也發布了相關政策推動光熱發電技術和產業發展。
《中國太陽能熱發電行業藍皮書二○二四》顯示,截至二○二四年年底,中國大陸建成光熱發電累計裝機容量八百三十八點二兆瓦,在全球占比提升至百分之十點六。
然而,三十年前,王志峰剛踏入這個行業的時候,太陽能發電在中國大陸還是冷門賽道。但他堅信太陽能熱發電擁有廣闊前景,這份遠見源於他父親的影響。
王志峰的父親王德芳也是太陽能熱利用專家。最讓他記憶深刻的是父親的奉獻精神,「這給了我很大影響,讓我學會什麼利益都不去爭。」王志峰說。在他口中,所有成就的取得,都是團隊協作的功勞,而他自己的努力卻很少提及。
光熱發電站多建於戈壁、荒漠等地區,夏季氣溫高達攝氏四十度,冬季則低至攝氏零下二十度。像王志峰這樣的科研人員要經常往來這些艱苦的地方。
一座太陽能熱電站,通常由數以萬計的定日鏡構成。這些鏡面以同心圓狀排布在地面,像向日葵一樣追隨著太陽的軌跡,將陽光反射並匯聚到中央的吸熱塔上。
王志峰最有成就的作品是二○一二年在北京延慶八達嶺長城附近建成的太陽能熱發電實驗電站。從第一代以太陽能加熱水到攝氏四百度發電的技術,到第四代採用太陽能加熱顆粒到攝氏七百度,驅動超臨界二氧化碳發電的升級方案,這座他領導建設的電站見證了多項重大實驗的成功落地。他和同事給電站的吸熱塔取名「太陽塔」。
如今,王志峰的團隊正依託這座電站開展溫度高達攝氏一千四百六十度的太陽能製陶和水泥研究。「這項研究的意義不僅是替代燃料,還有很高的藝術價值。」王志峰說,他未來的研究方向是實現科學與藝術的融合。
「因為每一分鐘的太陽都不一樣,所以每燒出一件作品,質地、顏色、花紋也會不一樣。」王志峰說,「這是一個很有意思的工作。」